Svinestald med kildeseparering og optimeret opbevaring af ajle staldgødning Opfølgning

Transkript

1 SLUTRAPPORT for PROJEKTET Svinestald med kildeseparering og optimeret opbevaring af ajle staldgødning Opfølgning J.nr.: april 2011 Redaktion Agri Contact 1

2 PROJEKT- PARTNERE: Projektansøgere: Perstrup Beton Industri A/S (Perstrup) Kringlen 4-6 DK-8560 Kolind Kontaktperson: Dir. Niels Søndergaard Tlf.: SKIOLD Mullerup A/S (SKIOLD) Vestergade 11B 5540 Ullerslev Kontaktperson: Dir. Carsten Poulsen Tlf.: SVEND AAGE CHRISTIANSEN A/S (SAAC) Hønggårdsvej Østre-Vrå Kontaktperson: Konsulent Preben Høj Tlf.: SKOV A/S (SKOV) Hedelund 4 DK-7870 Glyngøre Kontaktperson Konsulent Svend Morsing SMO@SKOV.dk Tlf.: Dansk Svineproduktion (DSP) Axelborg, Axeltorv København V Kontaktperson: Konsulent Poul Pedersen pp@danskeslagterier.dk Tlf.: Aarhus Universitet (Bygholm) DJF, Forskningscenter Bygholm Schüttesvej 17 P.O.Box Horsens Kontaktperson: Ph.D. Peter.Kai@agrsci.dk Tlf.: Ekstern partner: Agri Contact Torupvejen Hundested Kontaktperson: Ingeniør Arne Møller @agricontact.dk Tlf.:

3 Fødevareøkonomisk Institut Københavns Universitet Rolighedsvej Frederiksberg C Kontaktperson : Brian H. Jacobsen Telefon.: Brian@FOI.dk Hedegaard Agro A/S Birkevangen Solbjerg Kontaktperson: Ole Agerholm Nielsen OA@Hedegaard-Agro.dk Telefon: Forsøgsvært: Gårdejer Birgit Andersen og Esben Mortensen Enggaardsvej Rask Mølle Tlf.: birgitesben@pc.dk BEMÆRKNINGER TIL SLUTRAPPORT: Som det vil fremgå af slutrapporten er der en række forhold, der burde afklares nærmere, hvis den pågældende staldkonstruktion skulle sættes i kommerciel produktion. Da det generelle marked for slagtesvinestalde og specielt markedet for stalde der kan håndtere store mængder halm p.t. er meget begrænset er det uvist hvornår betingelserne for en sådan markedsføring vil være tilstede. Vi har derfor valgt at medtage projektresultater mere detaljeret end tilfældet normalt ville være idet vi under hensyntagen til ovenstående har fundet det hensigtsmæssigt, at de mange resultater samlet vil være tilgængelige på et senere tidspunkt. BAGGRUND: Inden for de sidste år er man i forbindelse med etablering af stalde til svine- og kvægproduktion gået fra konstruktioner med fast gulv til konstruktioner, hvor en del af eller hele gulvet er udformet som spaltegulv. Dette gælder ikke alene Danmark, men i næsten alle lande med en moderne industrialiseret animalsk produktion Denne udvikling har givet en væsentlig arbejdslettelse, men har samtidig betydet, at de tidligere systemer, med adskillelse af animalsk afføring i ajle og staldgødning bestående af fæces, halm- og strøelsesrester, er blevet afløst af systemer, hvor ajle, fæces, halm- og strøelsesrester håndteres som et sammenblandet produkt, gylle. Overgangen fra ajle/staldgødning til gylle har giver nogle væsentlige ulemper: 3

4 a) Når ajlen kommer i kontakt med enzymer, der findes i fæces, startes en proces, der frigiver ammoniak fra ajlen, hvorved der tabes næringsstoffer samtidig med, at omgivelser herunder såvel stald som kvælstoffølsomme naturområder belastes med ammoniak/kvælstof. Endvidere er der mange staldarbejdere, der har luftvejsproblemer som følge af staldluftens indhold af bl.a. ammoniak. b) Lugtudslip fra specielt svinestalde med gyllesystemer er blevet et kritikpunkt, der i mange lande har medført indførelse af skærpede afstandskrav i forbindelse med etablering af staldanlæg. c) Håndteringen af gylle såvel i stald som under udbringning vanskeliggøres, hvis den indeholder større mængder strøelsesmateriale. I praksis er det gyllesystemet, der i mange stalde sætter grænsen for den mængde strøelse og rodemateriale, der kan anvendes. Dette giver problemer med de stigende lovgivningsmæssige og forbrugermæssige krav om dyrenes adgang til halm eller andet rodemateriale. d) Der er meget stor forskel i indholdet af næringsstofferne kvælstof, fosfor og kalium i ajle og staldgødning. Således er næsten al kvælstof i ajle på ammoniumform og dermed direkte tilgængelig for planterne, medens kvælstof i staldgødning overvejende er organisk kvælstof, der frigives langsomt til planterne over flere år. I ajle er indholdet af fosfor meget lavt, medens ca. 90 % af fosforen forefindes i staldgødningen. I gylle er næringsstofferne derimod sammenblandet, hvilket vanskeliggør en optimal gødskningsmæssig udnyttelse, herunder borttransport af fosforholdig fraktion til landbrug uden animalsk produktion. Der er derfor en stor interesse for anlæg til gylleseparering, selv om disse anlæg kræver ganske store investeringer og har betydelige driftsomkostninger. Med dette som baggrund blev der fra 2004 til 2007 gennemført et innovationsprojekt Svinestald med kildeseparering og optimeret opbevaring af ajle og staldgødning J.nr.: og et demoprojekt Svinestald med kildeseparering Realisering og demonstration J.nr der har haft til formål at realisere og afprøve et kildesepareringssystem hvis princip er skitseret i fig. 1. 4

5 Fig. 1 Principskitse Perstrup Kildestald Inden for disse projekter er det pågældende staldprincip realiseret i fuld skala som en stald med to sektioner, der hver har plads til 384 slagtesvin. Som led i aftalen omkring demoprojektet blev den ene af de to sektioner midlertidigt omdannet til gyllesystem ved at frakoble skraberen og etablere en aflukning for enden af gødningskanalen, hvorved denne sektion blev identisk med en normal Perstrup Stald. Denne sektion har fungeret som reference i det gennemførte måle- og analyseprogram. De to projekter er afrapporteret med slutrapport af september 2006 for demoprojektet og slutrapport af 18. oktober 2007 for innovationsprojektet. Konklusionen fra det afprøvnings og måleprogram, der er gennemført som led i det innovationsprojekt, der blev afsluttet i 2007 var følgende: Set i forhold til projektets målsætning blev resultaterne sammenfattet og konkluderet som følger: a) En omgående bortledning af ajlen til en lukket ajlebeholder. 5

6 Dette er kun delvist lykkedes, idet spalteåbninger på tværs af stien resulterer i gødningsvolde, der hæmmer ajlens frie løb mod afløbsrenden. Set i lyset af de daværende erfaringer forekom det oplagt, at spalterne skulle være lagt, så spalteåbningerne var på langs af stien. b) En hyppig udmugning via lukket system til overdækket gødningsbeholder med dræn til ajlebeholder. Det udviklede udmugningssystem fungerer upåklageligt i den brede gødningskanal med svagt skrånende sider. Udmugningsfrekvensen kan stilles frit. Den anvendte udmugningsfrekvens er valgt på basis af skøn og det har ikke inden for forsøgets rammer været muligt at søge denne optimeret. c) At gødningssystemet kan håndtere store mængder halm- og strøelsesrester, hvorfor der ikke vil være tekniske begrænsninger for at opfylde de lovmæssige og forbrugermæssige krav til brug af halm og rodemateriale. Selv med de nuværende smalle spalteåbninger kan systemet håndtere langt mere halm og rodemateriale end det der kræves lovgivningsmæssigt. Det er kun spalteåbningerne, der sætter begrænsning for den mængde halm og rodemateriale, der ønskes benyttet. d)at separeringen giver en fordeling af næringsstofferne, der svarer til de krav der stilles til lavteknologiske separeringsanlæg. Ved et lavteknologisk anlæg forstås et anlæg, hvor: 1) De næringsstofrige fraktioner (koncentraterne) tilsammen skal indeholde mere end 20 pct. af gyllens kvælstof og mere end 60 pct. af gyllens fosfor. 2) Disse fraktioner (koncentraterne) har en gennemsnitlig koncentration, mængdevægtet af kvælstof og fosfor, der for både kvælstof og fosfor er mindst 1,5 gange højere end koncentrationen i den ubehandlede gylle I forhold til kravet til godkendelse af separationsanlæg viser at de aktuelle målinger i kildestalden at kravene i pkt. 1 er rigeligt opfyldt for såvel N (69% separationseffektivitet) som P (95% separationseffektivitet). Kravene i punkt 2 var ikke helt opfyldt, men det forventedes, at en omorientering af spalteåbningerne og dermed en brydning af de 6

7 tværgående gødningsvolde ville bevirke en bedre og hurtigere bortdræning, hvorved kravene til punkt 2 også ville være opfyldt. e) At staldgødningen lagres med minimal lugt og ammoniakemission Den gennemførte overdækning med plastfolie har fungeret helt tilfredsstillende. Hvis staldgødningsdelen skal fjernes fra ejendommen, så vil en direkte fyldning i transportcontainer, sandsynligvis være den optimale løsning. Generelt Såvel den udviklede og afprøvede Perstrup Stald med kildeseparering som Perstrup Stalden med gylle, der af praktiske grunde har været anvendt som reference, har giver gode produktionsresultater inden for et investeringsniveau, der er gængs for stalde af den pågældende størrelse og byggekvalitet. Sammenfattende var det vor konklusion, at de gennemførte udviklings- og undersøgelsesaktiviteter har eftervist, at såvel den hidtil kendte Perstrup Stald med gylle og delvis gulvudsugning såvel som Perstrup Stalden med kildeseparering og delvis gulvudsugning repræsenterer staldsystemer, der miljømæssigt og arbejdsmiljømæssigt har meget gode egenskaber. Det var vor forventning at Perstrup Stalden med kildeseparering med små ændringer ville opfylde de krav der stilles til lavteknologiske separeringsanlæg og at der var rimelige forventninger om, at disse ændringer også vil bevirke, at de miljømæssige belastninger i form af ammoniakemission og lugtemission reduceres yderligere. Som nævnt tidligere har undersøgelserne indikeret, at det sandsynligvis er muligt at fjerne næsten al ammoniakemission ved kun at rense de ca. 20 af ventilationsluften, der trækkes ud via gulvudsugning. FORMÅL: Formålet med nærværende projekt var, at videreudvikle det pågældende staldsystem på basis af erfaringerne fra det gennemførte innovationsprojekt og demonstrere det potentiale for miljømæssige forbedringer, som kildesepareringssystemet efter projektgruppens vurdering rummede mulighed for. Mere konkret var projektets målsætning: 7

8 1) Gennem forsøg i Klimalab 2 at undersøge, hvordan hældning i gødningskanal, spalteåbningernes orientering i forhold til gulvets hældning og coatning af gødningskanalens bund påvirker afløbsforhold for ajlen og separeringseffektiviteten. 2) Gennem forsøg i Klimalab 2 at vurdere de miljømæssige gevinster, der eventuelt kan opnås ved en periodisk overbrusning af gødningskanalens bund med en syreopløsning. 3) At gennemføre ændring af spalteåbningernes retning for at sikre, at ajlen frit og hurtigt kan løbe til afløbsrende. 4) At optimere udmugningsfrekvensen med henblik på at minimere ammoniak emission og fremme et højt tørstofindhold i staldgødningsdelen 5) At dokumentere, at kildestaldsprincippet med disse ændringer vil opfylde de krav, der stilles til lavteknologiske separeringsanlæg og undersøge i hvilken grad der samtidig er opnået en reduktion af ammoniak- og lugtemission. 6) At afdække muligheder og begrænsninger for at øge afdræningen af væske fra staldgødningsfraktionen i forbindelse med udmugningen, for derved at reducer den mængde af fosforholdigt materiale, der skal borttransporteres fra gården. 7) At eftervise mulighederne for at opnå en væsentlig reduktion af staldens restudslip af ammoniak og lugt ved kun at rense den del af ventilationsluften, der trækkes ud via gulvudsug. GENNEMFØRTE AKTIVITETER og opnåede RESULTATER: Med henvisning til de enkelte punkter i projektets målsætning er de for skellige gennemførte aktiviteter nærmere omtalt: AP 1) Undersøgelse af hvordan hældning i gødningskanal, valg af spaltetype, spalteåbningernes orientering i forhold til gulvets hældning og coatning af gødningskanalens bund påvirker afløbsforhold for ajlen og separeringseffektiviteten. Gennemførelse / Beskrivelse af forsøgsfaciliteten Forsøget blev gennemført i det nu nedlagte klimalaboratorium på Rugballegaard i Horsens. Klimalaboratoriet indeholdt fire sektioner, hver med to slagtesvinestier med målene 2,40 x 4,80 m med plads til 16 grise 8

9 pr. sti (2). Hver sektion havde individuelt styret overbrusningsanlæg (Unni) med én dyse pr. sti over gødearealet. Foder blev tildelt efter ædelyst i en tørfodringsautomat (Tube-O-Mat Top, Egebjerg A/S) med to vandventiler monteret i stiadskillelsen mellem de to stier i hver sektion. På væggen modsat fodringsautomaten var monteret en drikkekop (Drik- O-Mat, Egebjerg A/S). Grisene havde ad libitum adgang til snittet hvedehalm tildelt i en halmautomat (Domino A/S) monteret på væggen over lejearealet bagerst i hver sti. Figur2. Oversigtstegning over klimalaboratoriet på Rugballegaard. Ventilationsanlægget var af typen Fancom. Klimaet i sektionerne blev individuelt styret, idet frisklufttilførslen fandt sted diffust gennem loftet, styret vha. undertrykket i sektionerne. Luftudsugningen var monteret i loftet over gødearealet. Sektion 1 og 3 var indrettet med fast beton gulv i 2/3 af stiarealet og betonspaltegulv (Thisted-Fjerritslev med 8 cm bjælke og 20 mm spalteåbning i den sidste tredjedel). Sektion 2 var indrettet som sektion 1 og 3, idet gødearealet bestod af støbejernsriste (Masterfloor, Egebjerg A/S) med 30 mm bjælke og 15 mm spalteåbning samt 40 mm renseåbning ved elementets forkant, der vendte mod inspektionsgangen ( Figur 3). Sektion 4 var indrettet med drænet gulv med 20 cm bjælkebredde og 20 mm spalteåbning i 1/3 af stiarealet samt betonspaltegulv med 8 cm bjælke og 20 mm spalteåbning i de resterende 2/3 af stiarealet. Sektion 3 og 4 fungerede som referencesektioner, idet husdyrgødningen i disse blev håndteret som gylle i ca. 90 cm dybe gyllekanaler. Gyllekummerne blev tømt efter behov. 9

10 Figur 3. Sti med fast gulv (2/3 af stiarealet) og støbejernsriste (1/3 af stiarealet), der indgik i forsøget med varierende hældning er kanalbunden. Foran sektion 1 og 2 var der etableret en kælder med adgang til rummet under spaltegulvet via en åbning (Figur 4). Gødningssystemet var monteret ovenpå en vogn på skinner, som førte ind under spaltegulvet i de to forsøgssektioner. Ved tilsyn eller tømning af gødningssystemet blev en lem åbnet, hvorefter vognen med gødningssystemet kunne trækkes ud. Figur 4. Snit af forsøgsfacilitet for undersøgelse af kanalbundshældningens betydning for dræningen af urin i en slagtesvinestald med 1/3 spaltegulv og 2/3 fast gulv. Spaltegulvets spalteåbninger havde samme retning som dræningsretningen på kanalbunden. Beskrivelse af forsøget Formålet med forsøget var at undersøge hvordan hældningen af gødningskanalens bund, valg af spaltetype, samt coatning af gødningskanalens betonoverflade påvirkede dræningen af ajle fra gødningskanalen og dermed separationseffektiviteten. Traditionelt benyttes der betonspaltegulve i slagtesvinestalde i Danmark. Der er imidlertid erfaringer som ty- 10

11 der på, at støbejernsriste medfører en bedre gødningsgennemgang og dermed hygiejne i stien. Samtidig vurderes det at en smallere bjælkebredde på støbejernsristen medfører at gødningen i højere grad findeles, når det trædes igennem spalten og dermed opnår en en større overflade, som øger fordampningen af vand og dermed tørstofprocenten. En større overflade kan imidlertid også betyde, at gødningsfibrene kan opsuge mere urin. Dette forhold ønskes belyst ved nærværende forsøg. Klimakamrene er pt. indrettet med betonspaltegulv, men i forbindelse med forsøget udskiftet betonspaltegulvet i det ene klimakammer med støbejernsriste. Følgende faktorer indgik i forsøgsopstillingen: 1. Hældning af skrabekanalens bund (hhv. 3, 9, 15 %) 2. Skrabekanalens hældningsretning (mod inspektionsgang hhv. væk fra inspektionsgang) 3. Betonspaltegulv (8 cm bjælke, 20 mm spalteåbning) henholdsvis støbejernsriste (30 mm bjælke, 15 mm spalteåbning). På den tidligere nævnte vogn blev der monteret en jernramme med en vippeanordning. I rammen blev der monteret en 500 x 151,4 cm fabriksproduceret vådstøbt betonplade fra Perstrup (Figur 5). Pladen illuderede bunden af gødningskanalen i Perstrup kildesepareringsstalden. Betonpladen var 10 cm smallere end stålrammen, som den blev lagt ned i, hvorved der opstod en 5 cm bred rende i hver side af kanalbunden i længderetningen. Disse render fungerede som ajledræn, idet ajlen efter urineringen løb til enten den ene eller den anden side afhængigt af bundens hældningsretning. Fra renden løb ajlen kontinuerligt ned i en brønd, hvorfra den blev pumpet til en palletank monteret på vejeceller. Én gang dagligt blev mængden af ajle registreret og en repræsentativ prøve (ca. 1 liter) blev udtaget, registreret og nedfrosset. Én gang dagligt, ca. kl. 10 blev gødningskanalen trukket ud og renset manuelt for gødning. Den faste gødning blev vejet og en repræsentativ prøve blev udtaget, registreret og nedfrosset. Gødningsprøverne blev analyseret samlet, efter grisene var blevet leveret til slagteriet. De kemiske analyser omfattede tørstof (TS), flygtigt tørstof (VS), total-n, total ammoniakalsk kvælstof (TAN), fosfor (P) og kalium (K) i henholdsvis staldgødning som ajle. Ud for de målte gødningsmængder og de kemiske analyser, blev der efterfølgende beregnet fordelings indeks svarende til separationseffektiviteten for de enkelte næringsstoffer. 11

12 Figur 5. Teknisk tegning af Perstrup gødningskanalbund opbygget af fire betonelementer nedlagt i en jernramme i overstørrelse, således, at der var en 50 mm bred rende i begge sider af kanalbunden, som fungerede som ajledræn. Jernrammen var ophængt på en vogn ved hjælp af en vippeanordning, som tillod ændring af kanalbundens hældning og hældningsretning. Ved hjælp af vippeanordningen kunne kanalbundens hældning og hældningsretning undersøges (Figur6). Hældningen blev ændret én gang dagligt efter et skema. Hældningen blev kontrolleret ved hjælp af et digitalt vaterpas. Resultater Figur 6. Foto af forsøgsopstilling for undersøgelse af betydningen af hældningen af kanalbunden for dræningen af urin under spaltegulvet i en slagtesvinestald med 1/3 spaltegulv og 2/3 fast gulv. Kanalbunden, der bestod af fabriksproducerede vådstøbte betonplader fra Perstrup, var monteret i en vipbar stålramme på et vognsystem, som blev skubbet ind under forsøgsstaldens spaltegulv. 12

13 Betydning af gulvtypen over skrabekanalen Efter endt produktion af et hold grise blev gødningsprøverne tøet op og analyseret for indhold af tørstof, flygtigt tørstof (glødetab), total-n, TAN (total ammoniakalsk nitrogen = ammonium + ammoniak), fosfor og kalium, og prøvernes ph-værdi blev fastlagt (Tabel 1). Ligesom de tidligere undersøgelser foretaget i kildestalden i Rask Mølle blev der i nærværende fundet en ca. 1:1 fordeling mellem den dagligt producerede faste staldgødning og ajle. Der blev ikke fundet nogen forskel mellem gulvtyperne mht. forholdet mellem fast gødning og ajle. Der blev heller ikke fundet forskel mellem gulvtyperne mht. de øvrige separationsparametre. Mere end 90 pct. af tørstoffet blev fundet i den faste fraktion, som havde et gennemsnitligt tørstofindhold på ca. 20 pct. Omtrent 2/3 af kvælstoffet og godt 40 pct. af TAN blev tilbageholdt i den faste fraktion, hvilket indikerer at den faste fraktion var kraftigt forurenet med urin, idet hovedparten af TAN udskilles med urinen i form af urinstof (urea). For så vidt angår fosfor og kalium, blev op mod 95 pct. af fosforen fastholdt i den faste fraktion, mens kalium fordelte sig ca. 1:1 mellem den faste fraktion og ajlefraktionen. Tabel 1. Betydningen af gulvtype for separationsparametre beregnet som gennemsnittet af alle forsøgsdage (n=42). Beton Støbejern Staldgødning Stald- Ajle gødning Ajle Gødning (kg/dag) Tørstof, % 19,8 2,1 20,4 1,9 Total-N (g/kg) 8,7 5,7 8,4 4,6 TAN (g/kg) 3,3 4,3 2,7 3,7 ph 6,3 8,8 6,1 8,7 Separationseffektivitet Masse 53% 47% 51% 49% Tørstof 92% 8% 91% 9% Total-N 67% 33% 62% 38% TAN 42% 58% 45% 55% P 95% 5% 94% 6% K 49% 51% 48% 52% Betydning af skrabekanalens hældning og hældningsretning Ved forsøget blev det undersøgt om gødningskanalens hældning samt hældningsretning havde betydning for separeringen af fæces og urin. Observationer havde vist, at grisene fortrinsvis afsatte gødning mod de to stihjørner, som vendte ud mod inspektionsgangen. Det antages, at denne adfærd skyldes grisenes ønske om at afsætte gødning væk fra lejeområdet og ædeområdet. Derudover antages det, at grisene benytter gødningsafsætningen som territorieafmærkning, dvs. i forhold til grisene i nabostierne. Inventar med tremmer var derfor bevidst monteret i gødeområdet, mens der var tæt/lukket inventar mellem stierne i lejeområdet med henblik på at fremme grisenes naturlige adfærd. Afsætningen af især fæces i gødeområdet mod inspektionsgangen medfører opbygning 13

14 af fast gødning sammesteds nede i skrabekanalen. Det var således hypotesen, at urinen ville have vanskeligere ved at dræne bort, når skrabekanalen var udført med fald mod inspektionsgangen, mens dræning var mere effektiv når skrabekanalen var udført med fald væk fra inspektionsgangen, dvs. med retning ind mod stien. Den faste fraktion udgjorde i gennemsnit ca. 50 pct. af den samlede gødningsmængde. Der blev mod forventning ikke fundet nogen signifikant effekt af hverken hældning eller hældningsretning (Figur7). Ved den kemiske analyse kunne det ligeledes konstateres, at tørstofindholdet i den faste fraktion på i gennemsnit 20 pct. heller ikke var påvirket signifikant af hældning og hældningsretning. Heller ikke de øvrige målte separationsparametre i forbindelse med gennemførelsen af forsøget afslørede en signifikant effekt af hældning eller hældningsretning (Figur 8). Det var forventet, at betonristenes bredere bjælker ville afstedkomme skyggevirkning på mønstret af fæces på kanalbunden, hvilket kunne lede urinen mere effektivt hen til ajledrænet og væk fra stalden. Dette i modsætning til støbejernsristenes smallere bjælker og spalteåbninger, som samlet set bevirkede en findeling af fæces, således at der ikke kunne ses et tydeligt skyggemønster på kanalbunden (Figur ). Fotodokumentation viste, at efterhånden som bunden af skrabekanalen blev sat til med fast gødning, blev der dannet pytter af urin, som ikke drænede væk (Figur 9). Dette gjaldt såvel skrabekanalen under sektionen med betonspaltegulv med 80 mm brede bjælker (A) og sektionen med de 30 mm smalle støbejernsbjælker (B). Desuden kunne det konstateres, at den ru overflade af betonbunden i skrabekanalen til stadighed efterlod en relativt tyk film på måske 1-2 mm af væske/urin. Det kan derfor konkluderes, at hverken hældning eller hældningsretning har nævneværdig betydning for separeringen af fæces og urin, når den faste gødning tillades at akkumulere over et døgn. Figur7. Effekt af skrabekanalens hældning for massefordelingen af afsat gødning. 14

15 Andel i staldgødningsfraktion 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 Total-N TAN P K TS 0, Dræn mod gang Hældning af skrabekanal (%) Dræn mod sti Figur 8. Sammenhæng mellem skrabekanalens hældning, hældningsretning og separationsparametre. Figur 9. Bund af forsøgs-skrabekanal efter opsamling af gødning. A: betonspaltegulv med 80 mm bjælke og 20 mm brede spalteåbninger; B: støbejernsriste med 30 mm bjælke og 15 mm spalteåbninger. Bemærk pytter af urin, som tilsyneladende ikke løber til ajlerenden og som dermed bidrager til øget indhold af vand og TAN i staldgødningsfraktionen. Fordeling af fast gødning på bund af skrabekanal Over to forsøgsdage blev placeringen af den afsatte faste gødning på bunden af skrabekanalen fastlagt, idet skrabekanalen blev opdelt i tre lige store felter på tværs af stiretningen. Den faste gødning blev vejet og tørstofindholdet blev bestemt. Som det fremgår af Figur blev halvdelen af gødningen opserveret i den tredjedel af skrabekanalen, som vendte ud om inspektionsgangen. Knap en tredjedel af gødningen blev observeret i midtersektionen af skrabekanalen, mens 20 pct. af den faste gødning blev observeret i sektionen, der vendte ind mod stien. Dette er således i overensstemmelse med de adfærdsmæssige observationer, idet grisene primært afsatte fast gødning i de to hjørner af stien, som vendte ud mod inspektionsgangen. Gødningen blev ophobet, hvilket medførte at urinen vanskeligt kunne dræne væk fra det pågældende område. Dette kan således være med til at forklare, at det lave tørstofindhold i den faste gødningsfraktion ikke var højere ved én daglig tømning af skrabekanalen. 15

16 Inspektionsgang Gødeområde med spaltegulv 46-56% 24-34% 20% Leje og aktivitetsområde med fast gulv Figur 10. Fordeling af fast gødning på bunden af skrabekanalen observeret over to forsøgsdage. Belysning af effekten af materialevalg og hældning af skrabebunden for dræningen af væske Med henblik på at undersøge hvor hurtigt væske dræner på forskellige materialer og overflader blev der fremstillet en forsøgsopstilling bestående af fliser produceret af Perstrup med målene: (l, b, h): 1000 x 600 x 50 mm. Fliserne blev monteret i en opstilling, således at flisens hældning kunne indstilles. Følgende tre hældninger blev undersøgt: 3, 9 og 15 %. Følgende fem materialer/overflader blev undersøgt: 1. Perstrup beton (vådstøbt beton flise, glat underside støbt mod metalform) 2. Håndglittet beton (vådstøbt beton flise, håndglittet overside svarende til in situ støbt beton) 3. Vespox EP-Klar (To-komponent epoxy, Vesla A/S) påført nr TC nano (nanobaseret overfladebehandling, TC nano) påført nr Ekoliner (polyethylen folie, Ekon BV, NL) støbt ind i overfladen af nr. 1. Der blev anvendt vand og ajle som væske til udhældning. Forud for hvert forsøg blev overfladen af flisen aftørret med en fugtig klud, således at overfladen var fugtig men uden synlig væskefilm. Opsamlingen af væske foregik under hele flisens bredde og vejningen blev registreret af en digital vægt med løbende summering af det totale afløb. Data blev logget med en frekvens på 10 Hz vha. et PC-baseret vejeprogram. Ved forsøgets udførelse blev der hældt en afmålt mængde væske (200 ml) fra en mod flisen tætsluttende beholder (Ø100 mm), som blev løftet fra overfladen samtidig med, at vægtregistreringen blev startet. Hver behandling blev gentaget 3 eller 4 gange. 16

17 Figur 11. Skitse af forsøgsopstilling. Resultater For at vurdere dræningseffekten af henholdsvis materiale/overflade, hældning og væske blev der dels udarbejdet diagrammer over hvert forsøg, dels beregnet parameterværdier for henholdsvis latenstid (T 0 ), som angiver væskens vandringstid fra tilførsel af væske øverst på flisen, til digitalvægten begyndte at registrere en vægtændring. Da væskefronten nåede kanten af flisen og begyndte at dryppe af, steg mængden af drænet væske logaritmisk, dvs. i starten steg den drænede mængde kraftigt for derefter at aftage. Fikspunkterne T 25%, T 50% og T 75% angiver tiden i sekunder, hvor henholdsvis 25, 50 og 75 % af væsken var drænet af flisen og ned i beholderen på digitalvægten. Fikspunkterne blev opgjort med henblik på at sammenligne de forskellige flisematerialer. Der blev observeret størst variation mellem behandlingerne ved en hældning på 3%. På grund af den lave hældning var væsken længere tid om at finde vej frem til kanten af flisen. Der kunne således konstateres en større grad af deltavirkning, dvs. hvor væskestrømmen forgrenede sig. Ved større hældning af flisen opnåede væsken en højere hastighed, hvilket resulterede i lavere latenstid (T 0 ), ligesom væsken drænede hurtigere, hvilket fremgår af nedenstående kurveforløb (figur 12-14). Der var en klar sammenhæng mellem flisernes hældning og fikspunkts værdierne, idet væsken, som forventet, drænede hurtigere ved stigende hældning af flisen. Der kunne ligeledes observeres en lavere restmængde på fliserne ved de hældningerne 9 og 15 %. Dette kan formodentlig skyldes væskens flydeegenskaber samt flisematerialets overfladeegenskaber bl.a. ruhed. Ved en hældning på 3 % var der for de fleste materialers vedkommende således 30 % af den tilførte væskemængde tilbage efter 120 sekunder. Plastfolien var imidlertid mere effektiv end de øvrige materialer ved den lave hældning. Ved 9 og 15 % hældning var der derimod typisk kun % tilbage af den tilførte væske efter 120 sekunder. 17

18 Dræning, gram Dræning, gram Perstrup, 3%, ajle Ru beton_3%_ajle TCNano_3%_ajle Plast_3%_ajle Epoxy_3%_ajle Tid, sekunder Figur12. Dræning af ajle på forskellige materialer og overflader ved 3 % hældning Perstrup, 9%, ajle Ru Beton_9%_ajle TCNano_9%_ajle Plast_9%_ajle Epoxy_9%_ajle Tid, sekunder Figur 13. Dræning af ajle på forskellige materialer og overflader ved 9 % hældning. 18

19 Dræning, gram Dræning, gram Perstrup, 15%, ajle Ru beton_15%_ajle TCNano_15%_ajle Plast_15%_ajle Epoxy_15%_ajle Tid, sekunder Figur 14. Dræning af ajle på forskellige materialer og overflader ved 15 % hældning. I gennemsnit drænede ajle langsommere end vand. Figur 15 viser forløbet af dræningen af henholdsvis vand og ajle på en flise af Perstrup kvalitet. Dette var dog ikke konsistent mellem behandlingerne, hvilket indikerer, at vand sandsynligvis vanskeligt kan erstatte ajle/urin ved fastlæggelse af materialers dræningseffektivitet. Årsagen hertil formodes at være forskelle i væskernes rheologiske egenskaber, idet ajle har et vist indhold af kemiske stoffer. Der blev ikke foretaget foranstaltninger til at karakterisere vands og ajles flydeegenskaber. Ved forsøgene virkede ajlen dog visuelt mere sejtflydende end vandet. Perstrup_3% 200,00 180,00 160,00 140,00 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 Vand Ajle Tid, sekunder Figur 15. Forløb af dræning af hhv. vand og ajle på Perstrup flise (n=4). For så vidt angår effekten af flisens beskaffenhed gav forsøgets resultater ikke grundlag for at konkludere entydigt i forhold til materialevalg. Plastfolien gav anledning til den laveste værdi for de fleste af de beregnede fikspunkter (tabel 2). For så vidt angår fikspunkterne T 0, T 25% og 19

20 T 50% var spredningen for stor og forskellen mellem behandlingerne for lille til, at der entydigt kan udpeges et bedste produkt. For T 75% var der dog tendens til at de rene betonprodukter gav anledning til den største værdi, dvs. var længere tid om at dræne, mens overfladebehandlingerne drænede mest effektivt. Tabel 2. Effekt af forskellige materialer og overflader på hastigheden af dræningen af vand og ajle ved forskellig hældning. T død = dødtiden er tiden (s) fra frigivelsen af væsken, og til den begynder at dryppe af flisen; T 25%, T 50% og T 75% er tiden (s) fra frigivelse af væske til henholdsvis 25, 50 og 75% af den påførte væske er løbet af flisen. T 0 angiver væskens vandringstid fra tilførsel af væske øverst på flisen, til digitalvægten begyndte at registrere en vægtændring. T 0 T 25% T 50% T 75% Vand Ajle Vand Ajle Vand Ajle Vand Ajle Perstrup_3% 4,9 9,1 8,9 17,2 12,1 25,7 54,3 140,5 Ru beton_3% 5,6 6,0 11,4 12,4 17,3 19,9 122,8 NA TCnano_3% 4,8 7,4 10,0 17,1 13,6 26,0 90,3 NA Plast_3% 4,1 3,3 10,9 11,4 17,5 16,4 NA 50,7 Epoxy_3% 8,7 8,6 17,7 19,3 23,6 28,7 84,6 NA Perstrup, 9% 1,6 2,6 4,3 5,4 5,9 7,8 31,9 46,7 Ru beton_9% 2,3 2,1 3,7 5,0 5,0 7,3 22,9 51,4 TCnano_9% 1,7 2,2 3,6 5,2 4,8 7,4 21,5 39,1 Plast_9% 1,4 1,9 2,8 4,7 3,7 6,8 26,0 NA Epoxy_9% 2,1 2,5 4,3 5,4 5,8 7,8 27,4 42,0 Perstrup, 15% 1,4 1,5 2,6 3,3 3,8 4,9 19,5 35,7 Ru beton_15% 1,8 1,4 2,9 3,4 4,0 5,1 24,2 49,8 TCnano_15% 1,4 1,6 2,5 3,3 3,5 4,5 19,8 23,8 Plast_15% 1,2 1,4 1,8 2,5 2,5 3,8 NA NA Epoxy_15% NA 1,6 NA 3,5 NA 5,0 NA 30,9 NA: Ikke analyseret AP 2) Undersøgelse af de miljømæssige gevinster, der kan opnås ved en periodisk overbrusning af gødningskanalens bund med en syreopløsning. Udsprøjtning af svovlsyre inde i stalde kan være problematisk også selv om det sker under spalterne, idet der kan dannes ætsende aerosoler, der følger luftens strømninger og derved bringes med luften op i dyrenes opholdszone. Udsprøjtning af citronsyre eller en anden mindre aggressiv organisk syre på skrabekanalens bund under spalterne skulle derimod være uden problemer og vil relativt let kunne etableres ved montering af et rørsystem med dyser under gangelementerne i Perstrup kildestalden. Tilsyn med systemet herunder kontrol af dyser og evt. rensning af samme kan finde sted via de eksisterende skakte i midtergangen af stalden. Gennemførelse Forsøget blev gennemført i klimakammer 1 som beskrevet under delprojekt 1, idet der over den skråtstillede (3%) gødningskanal blev monteret 20

21 et rørsystem med 4 dyser tilkoblet en doseringsenhed (Dosatron, America A/S) og en elektronisk tidsstyring, således at hele gødningskanalens bund periodevis blev overbruset med en syreopløsning. Ved forsøget blev der anvendt en 2% citronsyreopløsning, som blev sprøjtet ud over kanalbunden med en hyppighed på 4 gange i timen og en varighed på 1 minut pr. udsprøjtning. I forsøgsperioden blev overbrusning koblet til og fra med mellemrum. Ammoniakkoncentrationen i ventilationsafkastet blev målt ca. 3 gange i timen, ligesom ventilationsydelsen blev målt vha. en kalibreret målevinge (Fancom) og ligeledes logget ca. 3 gange i timen. Derved var det muligt at fastlægge ammoniakemissionen. Ammoniakemissionen blev beregnet som produktet af ammoniakkoncentrationen og ventilationsydelsen. Ammoniakkoncentrationen var korrigeret for baggrundskoncentrationen. Resultater Ammoniakemissionen som funktion af dage i produktion og tilsætning af syreopløsning er vist i fig. 16, idet de beregnede ammoniakemissioner er summet op til 24 timer for anvendelse af døgnværdier. Dage med udsprøjtning af syreopløsning på bunden af skrabekanalen er vist med rødt. Det fremgår således, at behandlingen ikke havde effekt på fordampningen af ammoniak. Den manglende effekt synes dog mærkværdig, idet selv en udsprøjtning af rent vand burde have en gavnlig effekt på ammoniakfordampningen fra skrabekanalen, idet vandet medvirker til at skylle urinstoffet væk fra bunden, inden det nedbrydes af urease til ammonium og ammoniak. Medvirkende hertil kan være en kombination af flere forhold. Ved forsøget var der stigende problemer med tilsvining af det faste gulv i stien. Dette søgtes løst ved en kombination af øget strøning med halm samt øget brug af overbrusningsanlægget. Fordampningen af ammoniak fra det faste gulv og spaltegulvet kan således have medført så meget variation, at effekten af behandlingen ikke blev synlig. Endelig kunne den anvendte doseringsenhed maksimalt levere en 2% opløsning. Dette var muligvis ikke tilstrækkeligt til at opnå nogen markant effekt. Figur 16. Ammoniakemission fra klimakammer med 32 slagtesvin, hvor bunden af skrabekanalen i perioder (rød) er overbruset med en 2% citronsyreopløsning. 21

22 AP 3) At gennemføre ændring af spalteåbningernes retning i forsøgsstalden med kildeseparering for at sikre, at ajlen frit og hurtigt kan løbe til afløbsrende. Som et resultat af de resultater der blev opnået under AP1 blev det besluttet ikke at gennemføre den planlagte 90 graders drejning af spalterne i forsøgsstalden, idet det tilsyneladende mere er den våde overflades arealmæssige størrelse end det er ajlelagets tykkelse, der er afgørende for emissionen. Ved eventuel nykonstruktion af kildestald, bør man dog overveje om man ikke bør lade spalterne ligge parallel med stiernes langvæg svarende til undergulvets faldretning. AP 4) At optimere udmugningsfrekvensen med henblik på at minimere ammoniak emission og fremme et højt tørstofindhold i staldgødningsdelen Det var planen at gennemføre en optimering af udmugningsfrekvensen i stalden efter at den var monteret med spalteåbninger på langs af stierne. Som det er omtalt under AP3 blev dette ikke gennemført og de planlagte forsøg i stalden er ikke gennemført. Som led i de forsøg, der gennemførtes på klimalaboratoriet på Rugballegaard i AP 1 blev der gennemført forsøg for at belyse udmugningsfrekvensens betydning. I tillæg til det første forsøg hvor der af praktiske grunde kun blev udmuget en gang i døgnet, så blev der gennemført et forsøg i mindre skala med henblik på at undersøge om en øget skrabehyppighed kunne forbedre separeringen, da for kraftig akkumulering af fast gødning på bunden af skrabekanalen havde en åbenbar negativ indflydelse på urinens mulighed for at dræne bort. Ved det efterfølgende forsøg blev tømningsfrekvensen øget fra 1 gang dagligt ca. kl. 10 til 3 gange i døgnet kl. 06 kl. 15 og kl. 21. Forsøget blev gennemført i perioden 16. til 20. juli 2008 i sektion 1 med betonspaltegulv i stierne svarende til Perstrup kildestalden i Rask Mølle. Hældningen af skrabekanalen var fast 3 % med hældningsretning mod gangen. Dette resulterede i et tørstofindhold af den faste fraktion på 25 %, svarende til det forventede tørstofindhold i fæces, når det forlader grisen. Til sammenligning udgjorde tørstofindholdet i den faste fraktion i gennemsnit 20 % ved én daglig tømning af skrabekanalen. Der var ikke statistisk sikker forskel mellem tidspunktet for tømning af skrabekanalen, selvom tørstofindholdet i den faste gødningsfraktion var højest ved omsamling mellem kl. 21 og 6 (26,3 % TS) (Figur 27). 22

23 Figur 27. Tørstofindhold i fast gødningsfraktion ved tømning af skrabekanal tre gange dagligt hhv. kl. 6, 15 og 21 (n=5). Errorbars indikerer den observerede standard afvigelse. Det er således tydeligt, at en øget udmugningsfrekvens øger separeringen i stalden. Ved eventuel videreudvikling af kildestaldssystemet må der gennemføres supplerende undersøgelser for at optimere udmugningsfrekvensen. AP 5) At dokumentere, at kildestaldsprincippet med disse ændringer vil opfylde de krav, der stilles til lavteknologiske separeringsanlæg og undersøge i hvilken grad der samtidig er opnået en reduktion af ammoniak- og lugtemission. Med den lovgivningsmæssige fjernelse af jordbrugets ejerkrav i tilknytning til husdyrproduktion, er sondringen mellem høj- og lavteknologiske separationsanlæg ikke længere relevant. Se nærmere under konklusion. AP 6) At afdække muligheder og begrænsninger for at øge afdræningen af væske fra staldgødningsfraktionen i forbindelse med udmugningen, for derved at reducer den mængde af fosforholdigt materiale, der skal borttransporteres fra gården. Gennemførelse Forsøgsvis blev staldgødningen fra Perstrup Kildestalden ledt gennem en skruepresse med henblik på at reducere fiberfraktionens vægtandel, da det er denne som skal transporteres ud af en given bedrift. De foregående separationsforsøg viste, at mens fosforsepareringen var meget effektiv, idet ca. 90% af P blev fundet i staldgødningsfraktionen, var massesepareringen ikke så effektiv, idet denne var ca. 1:1 mellem fast og flydende fraktion. Ved forsøget blev der opstillet en SBE skruepresse udenfor kildestalden hos Birgit Andersen og Esben Mortensen i Rask Mølle. Skruepressen blev fødet hydraulisk med staldgødning via trykkammeret i Skiold- Mullerups trykudmugningssystem. Dette system fungerer på den måde, at medbringere inde i stalden trækker den faste gødning med sig og afle- 23

24 verer den i portioner ved trykkammeret, hvor en hydraulisk trykstang skubber gødningen videre gennem et rør til bunden af skruepressen. I skruepressen afvandes gødningen ved hjælp af en mekanisk presning. Separeringen skete ved at trykke gødningen gennem en perforeret cylinder med huller med en størrelse på 250 μm (Fig. 18). Af betydning for separeringen var ligeledes omdrejningshastigheden af skruen samt modstanden i udløbet. Figur 18. Principskitse af skruepresse (kilde: Miljøstyrelsen). Beskrivelse af forsøget Forsøget blev gennemført over tre dage, idet en dagsproduktion af staldgødning og ajle blev brugt som grundlag til at vurdere separeringseffektiviteten af Perstrup kildestalden i kombination med efterfølgende mekanisk separering i SBE skruepressen. Ajlen løb til en fortank, hvorfra den blev overført kvantitativt til en palletank på vejeceller og prøvemateriale blev udtaget. Staldgødningen blev separeret i skruepressen og den resulterende fiberfraktion blev samlet op og vejet og prøvemateriale udtaget, mens rejektvandet løb til en palletank på vejeceller, hvorfra der ligeledes blev udtaget prøver til kemisk analyse for tørstof (TS), flygtigt tørstof (VS), total mængde kvælstof (total-n), Ammonium-kvælstof (TAN), fosfor (P) og kalium (K). Resultater Forsøget med at benytte Skiold-Mullerups trykudmugningssystem til direkte at føde skruepressen med staldgødning var ikke prøvet før, men det viste sig som en brugbar løsning, idet forsøget dog ikke gav anledning til at vurdere kapaciteten af anlægsopbygningen. Ved forsøgene viste det sig at staldgødningsfraktionen udgjorde henholdsvis. 60, 64 og 71%, altså en del mere end 50% af den samlede mængde gødning ab stald, som tidligere er fundet ved målinger i Perstrup kildestalden og som således burde være teknisk muligt at opnå. Prøveudtagningsprocedurerne adskilte sig ikke fra de foregående forsøg, og det vurderes således, at det må være andre forhold, som har indvirket på massefordelingen. En medvirkende årsag kan være intensiv brug af overbrusningsanlægget på grund af store grise og høj udetemperatur og deraf følgende høj staldtemperatur. I følge Gdr. Esben Mortensen var der problemer med svineri i en del af stierne på grund de høje temperaturer samt udbredt brug af langhalm strøelse i forbindelse med et 24

25 adfærdsforsøg gennemført af Videncenter for Svineproduktion, hvilket kan være en medvirkende årsag, idet en forudgående sammenblanding af fæces og urin i stierne nedsætter separationseffektiviteten af kildeseparationssystemet. For så vidt angår den sidste forsøgsdag var der problemer med at et reduceret modtryk fra toppladen i kombination med at separatoren havde vanskeligt ved at komme af med halmen men i stedet satte sig fast i udløbet. Når trykket inde i separatoren blev tilstrækkelig højt, blev en klump halm siddende i udløbet skubbet ud og efterlod en åbning som medførte, at usepareret gylle skød ud af separatoren i en regulær stråle. Resultater fra denne forsøgsdag er således valgt at lade udgå. I Det ses ligeledes af Figur 20 er vist en karakterisering af gødningsprodukterne, der fremkom ved henholdsvis kildeseparationen og den efterfølgende mekaniske separering af staldgødningsfraktionen i skruepressen. Der er ligeledes lavet en beregning af den hypotetiske gylle, der ville have været resultatet af en sammenblanding af staldgødning og ajle. Massen af den beregnede gylle er sat til 100 kg. Efter kildesepareringen fordeler de 100 kg gylle sig på henholdsvis 62 kg staldgødning og 38 kg ajle. Efter passage gennem skruepressen fordeler de 62 kg staldgødning sig på 47 kg fiber og 15 kg rejekt, som efterfølgende blandes sammen med ajlen, således at der opnås 53 kg ny ajle. Ifølge normtal for husdyrgødning (2009) indeholder ab lager gylle fra en slagtesvinestald med 2/3 fast gulv og 1/3 spaltegulv 66 g tørstof, 5,6 g total-n, 4,2 g TAN, 1,06 g P samt 2,79 g K pr. kg gylle. Den beregnede gylle adskiller sig således væsentligt fra normen, idet det målte tørstofindhold er dobbelt så højt. Dette skyldes formodentligt, at der er anvendt større mængder halm til strøelse i stierne, hvilket påvirker gyllens tørstofindhold. Da der er tale om koncentrationer kan vandforbrug og vandspild påvirke sammenligningsgrundlaget. I Perstrup Kildestalden var der minimalt vandspild fra drikkeniplerne, som var integreret i foderautomaterne, der blev til gengæld ledt en del vand til husdyrgødningen via overbrusningsanlægget, som blev brugt intensivt i forsøgsperioden på grund af høje udetemperaturer. Der indgår ikke vandspild fra overbrusningsanlæg i beregningen af normtallene. Figur 20, at skruepressen ved anvendelse af de anvendte forsøgsparametre (filter, omdrejningstal, topplade tryk) reducerede staldgødningsfraktionens masse med ca. 25 %. Rejektvandet fra skruepressen indeholdt ca. 9 % tørstof og var således relativt tørstofrigt. Årsagen er, at separatorens filter ikke i tilstrækkelig grad tilbageholdt gødningsfibrene. Den mekaniske separation reducerede kun staldgødningsfraktionens indhold af TS og VS med henholdsvis 13 og 11 %. Sammenlignet med en reduceret masse i fiberfraktionen på 25 %, var der således stadig tale om en opkoncentrering af tørstof i fiberfraktionen. Tørstofindholdet steg dog kun fra ca. 19 til ca. 22 % ved den mekaniske separering, hvilket ikke er tilfredsstillende, da fiberfraktionen ikke er stakbar ved så lavt et tørstof- 25

26 indhold, ligesom fiberfraktionen med 47 % stadig udgjorde for stor en andel af den samlede mængde husdyrgødning til at transport af fiberfraktionen ud af bedriften ville være interessant. For så vidt angår de øvrige næringsstoffer dvs. total-n, TAN, P og K medførte den mekaniske separation ingen opkoncentrering, idet reduktionen i indholdet af disse næringsstoffer var i samme størrelsesorden som reduktionen i masse, dvs. ca. 25 %. Overordnet set havde kombinationen af kildeseparering og mekanisk separering i en skruepresse dog stadig stor indvirkning på fordelingen af næringsstoffer mellem fraktionerne. For den ny ajle fraktion som omfattede ajle fra stalden samt rejektvand fra skruepressen betød det at tørstofindholdet blev tredoblet. Mængden af VS i ny ajle steg fra 2 % til 13 % af den samlede mængde VS, hvilket ud fra en bioenergibetragtning må siges at være uheldigt, da det netop er denne fraktion, som primært bidrager til biogaspotentialet. Koncentrationen af VS i fiberfraktionen steg dog samtidig med ca. 20 %, hvilket forøgede energitætheden i samme størrelsesorden. Samlet set kan det således stadig være interessant at foretage eftersepareringen, når fiberfraktionen bliver mere koncentreret. En væsentlig fordel ved den efterfølgende separering i skruepressen er også, at fiberfraktionen blev stabelbar som det fremgår af nedenstående foto: Fig. 19 Muldvarpeskud med fiberfraktion efter skruepresse 26

27 "Gylle" Masse: 100 kg TS: 122 g/kg VS: 114 g/kg Total-N: 6,1 g/kg TAN: 3,1 kg/kg P: 1,3 g/kg K: 3,4 g/kg Staldgødning Masse: 62 kg TS: 190 g/kg (97%) VS: 178 g/kg (98%) Total-N: 7,6 g/kg (78%) TAN: 3,1 g/kg (62%) P: 2,0 g/kg (98%) K: 3,7 g/kg (68%) Ajle Masse: 38 kg TS: 11 g/kg (3%) VS: 7 g/kg (2%) Total-N: 3,7 g/kg (22%) TAN: 3,2 g/kg (38%) P: 0,1 g/kg (2%) K: 2,9 g/kg (32%) Fiber Masse: 47 kg (75%) TS: 222 g/kg (87%) VS: 213 g/kg (89%) Total-N: 7,5 g/kg (74%) TAN: 3,0 g/kg (73%) P: 2,0 g/kg (75%) K: 3,6 g/kg (73%) Rejekt Masse: 15 kg (25%) TS: 90 g/kg (13%) VS: 74 g/kg (11%) Total-N: 7,4 g/kg (26%) TAN: 3,2 g/kg (27%) P: 1,9 g/kg (25%) K: 3,9 g/kg (27%) Fiber Masse: 47 kg TS: 222 g/kg (85%) VS: 213 g/kg (87%) Total-N: 7,5 g/kg (57%) TAN: 3,0 g/kg (45%) P: 2,0 g/kg (73%) K: 3,6 g/kg (49%) Rejekt + Ajle Masse: 53 kg TS: 33 g/kg (15%) VS: 26 g/kg (13%) Total-N: 4,8 g/kg (43% TAN: 3,2 g/kg (55%) P: 0,6 g/kg (27%) K: 3,3 g/kg (51%) Figur 20. Karakterisering af gødningsprodukter ab kildestald (staldgødning og ajle) samt efter separering af staldgødning i skruepresse (fiber, rejekt samt sammenblandet rejekt og ajle ). Gylle er baseret på en tænkt sammenblanding af staldgødning og ajle. Tal i parantes angiver mængdefordelinger i procent. TabelTabel 3 viser en oversigt over de opnåede N:P:K-forhold i de forskellige gødningsfraktioner ved kildeseparering i Perstrup kildestalden i kombination med mekanisk separering af staldgødningsfraktionen ved hjælp af en skruepresse. Det ses blandt andet, at ajlefraktionen indeholder meget lidt fosfor sammenlignet med kvælstof og kalium og derfor vil være egnet som N-suppleringsgødning. Ved de gennemførte testkonfigurationer påvirkede den mekaniske separering ikke i større omfang NPKforholdet i separationsprodukterne sammenlignet med kildematerialet (staldgødningen). Ved sammenblanding af rejektvandet fra separatoren med ajlen fra kildestalden fremkom der imidlertid en gødningsfraktion, som kunne være egnet som fuldgødning, idet kalium-indholdet dog er noget højt. 27

28 Tabel 3. Oversigt over N:P:K forholdet i gødningsprodukter ved kildeseparering kombineret med mekanisk separering af staldgødningen ved hjælp af en skruepresse. N P K Gylle Staldgødning Ajle Fiber Rejekt Ajle+rejekt ( ny ajle ) Tabel 4. Omtrendtlige N:P:K forhold ved gødskningsplanlægning i et typisk lerjordssædskifte på en ejendom med svineproduktion. Der er regnet med en N- udnyttelse på 75% for gylle og 65% for fast gødning (i parentes). N P K Vinterraps 10 (11) 1 3,5 Vinterhvede efter raps 9 (10) 1 3 Vårbyg efter korn 8 (9) 1 2 Vinterbyg efter korn 11 (12,5) 1 3 Bestemmelse af biogaspotentialet af gødningsprodukter fra Perstrup kildestalden I samarbejde med et CBMI-projekt blev der udtaget prøvemateriale af staldgødning og ajle, som blev sendt forsøgslaboratoriet på biogasanlægget i Forskningscenter Foulum, hvor der blev gennemført udrådningsforsøg. Se fig. 21. Ved udrådningen blev det som ventet fundet, at der var god overensstemmelse mellem gødningens indhold af VS og metan produktionen. På baggrund af udrådningsforsøgene og massebalancemålingerne foretaget i Perstrup kildestalden kan det beregnes, at mere end 95% af gyllens oprindelige gaspotentiale kunne genfindes i staldgødningsfraktionen. Det blev endvidere beregnet, at metan udbyttet steg fra 14 m 3 pr. ton i rågylle til ca. 54 m 3 metan pr. ton staldgødning fra Perstrup kildestalden (Møller & Kai: Højere gasudbytte i husdyrgødning ved kildeseparering, CBMI Topic nr. 1, januar 2009). 28

29 L CH4/kg VS dage Fast fraktion kildeseparation 2 Ajle fraktion 2 Fast fraktion kildeseparation Ajle fraktion Figur21. Produktionen af metan fastlagt ved udrådningsforsøg for forskellige gødnings- og ajlefraktioner. AP 7) At eftervise mulighederne for at opnå en væsentlig reduktion af staldens restudslip af ammoniak og lugt ved kun at rense den del af ventilationsluften, der trækkes ud via gulvudsug. De to staldafsnit blev benyttet som henholdsvis kontrol- og forsøgsafsnit i forbindelse med eftervisningen af mulighederne for at minimere den andel af afgangsluften, der udtages via gulvudsugningen. Grisene blev indsat, så der var ensartet belægning mht. antal og vægt i de to staldafsnit. Grisenes vægt ved de foretagne målinger blev beregnet ud fra grisenes indsættelses- og afgangsvægt. Registreringer De primære registreringsparametre var ammoniak- og lugtkoncentration samt ventilationsydelse, antal og vægt af grise. Sekundære registreringsparametre var svineri, kuldioxid, temperatur ude og inde. I det følgende er der givet en uddybning af registreringsprocedurer. Lugt På fire måledage pr. hold slagtesvin blev der foretaget dobbeltbestemmelse af lugtkoncentration i afkastene fra både gulvudsugning og staldrum i kontrol- og forsøgsafsnit. Prøverne blev udtaget i henhold til Dansk Standard [3]. Prøverne blev analyseret den efterfølgende dag på Teknologisk Instituts Lugtlaboratorium i Roskilde. I forbindelse med hver udtagning af en lugtprøve blev følgende supplerende registreringer foretaget: Dato og klokkeslæt for start og slut for udtagning af prøve, 29